Альтернативная энергетика и энергосбережение

Цитата: comp от 24.07.2023 21:22:44Вот в том и прикол сахаров, что из них можно гнать и без завода, достаточно простейшей посуды и пачки дрожжей.

ключевого слова дрожжей.... а ядля крахмала ии сазара кстати и дрожжей не  надо -в нашем желудке перерабатываются - есть все необходимые ферменты

Цитата: GrinF от 24.07.2023 22:50:47уважаемый... Целлюлоза,отличается от крахмала,и глюкогена лишь номером атомов углеродом по которым идет образование эфирной связи...

Ага. И все они при этом - полисахариды.

Цитата: GrinF от 24.07.2023 22:50:47Да и есть такие существа -грибы ,они то как раз и появились в ответ на появление целлюлозы.

Рад за них. А вот животные её переваривать не могут в принципе, только с помощью микроорганизмов-симбионтов, которые есть не у всех, а эффективно работают ещё более не у всех. Да и среди микроорганизмов в расщепление целлюлозы умеют не только лишь все.

Цитата: GrinF от 24.07.2023 22:52:37ключевого слова дрожжей....

Нет. Ключевое слово - гидролиз целлюлозы концентрированной серной кислотой, после которого уже получившуюся смесь сахаров и олигосахаридов скармливают дрожжам. Сами по себе они жрать целлюлозу не способны, иначе бы самогон гнали не из сахара, а из макулатуры.

Цитата: GrinF от 24.07.2023 22:52:37а ядля крахмала ии сазара кстати и дрожжей не  надо -в нашем желудке перерабатываются - есть все необходимые ферменты

Именно! Это я и пытался донести! Для крахмала или какой-нибудь сахарозы есть, а для целлюлозы нету.

А вообще я всё это начал к тому, что целлюлоза чисто по определению не сахар. Она полисахарид. Сахар из неё получить можно, но для этого понадобятся дополнительные действия, нетривиальные и недешёвые.

Статья большая, поэтому выкладываю в виде набора картинок.

На Генераторной станции округа Шерберн в Беккере, Миннесота, началась подготовка к строительству экспериментального накопителя энергии по проекту Form Energy. Это демонстратор технологии ценой $760 млн, который будет иметь рекордную мощность в 10 мегаватт/1 гигаватт-час. Планируется, что он будет работать в связке с Sherco Solar от Xcel Energy – крупнейшей в США солнечной электростанцией мощностью 710 МВт, которая возводится по соседству.
Проект Form Energy считается одним из наиболее перспективных в области создания масштабных накопителей энергии, без которых энергетика на основе возобновляемых источников не имеет смысла. Идея предельно проста: энергия накапливается и высвобождается в процессе окисления и восстановления железа, из-за чего конструкцию прозвали «ржавой батареей». В процессе помимо железа задействованы вода и кислород – безопасные и доступные вещества.
Минус «ржавой батареи» в длительности цикла зарядки и разрядки, который достигает 100 часов, поэтому она предназначается для многодневного использования с участием крупных потребителей. Плюсов куда больше: например, стоимость хранения энергии в такой батарее составляет всего 10 % от стоимости хранения в литиевом аналоге. Железо дешево, долговечно и его всегда можно переработать. Конструкция весьма громоздкая, занимает много места, зато такие батареи легко масштабировать для достижения нужных параметров.
Ожидается, что гигантская «ржавая батарея» начнет работу в 2025 году.
Источник

Цитата: Zkvxz от 26.07.2023 10:51:17будет иметь рекордную мощность в 10 мегаватт/1 гигаватт-час
...
Минус «ржавой батареи» в длительности цикла зарядки и разрядки, который достигает 100 часов

Интересно будет посмотреть, но как принято у современных блогеров, кликбейтный заголовок противоречит тексту. Прямо написано, что планируемая мощность 10 мегаватт, но выдавать эту мощность сможет в течение 100 часов. Если сопрягать его с 700-мегаваттной солнечной электростанцией, для для равномерного снабжения таких батареек понадобиться штук 30 (это если 710 мегаватт - пиковая мощность). Если же 710 мегаватт это среднесуточная мощность, то все 70. Как понимаю, лимитирует здесь не емкость, а мощность.

Цитата: Senya от 26.07.2023 11:52:40Интересно будет посмотреть, но как принято у современных блогеров, кликбейтный заголовок противоречит тексту. ...

Конечно же имелась в виду ёмкость 1 гигаватт-час 

Цитата....будет иметь рекордную мощность в 10 мегаватт/1 гигаватт-час.

Цитата: Zkvxz от 26.07.2023 10:51:17Проект Form Energy считается одним из наиболее перспективных в области создания масштабных накопителей энергии, без которых энергетика на основе возобновляемых источников не имеет смысла. Идея предельно проста: энергия накапливается и высвобождается в процессе окисления и восстановления железа, из-за чего конструкцию прозвали «ржавой батареей». В процессе помимо железа задействованы вода и кислород – безопасные и доступные вещества.

Типичное разводилово, начиная с воды. Вода электричество не проводит. 
Поэтому нужен электролит. В железо-никелевых аккумуляторах - Ссылка используют щёлочь. Кстати неплохие аккумуляторы для целей хранения, неприхотливые и уж ток отдают и принимают вполне нормально. Да и изобрели их лет сто назад,и главное их эксплуатируют в промышленных масштабах. Обычное время зарядки 10 часов, но можно и побыстрее. Ток также отдают нормально.
 В случае "железного" аккумулятора непонятно какие электродные реакции, если два электрода железные. Разряжаются они понятно медленно, т.к. окислитель кислород в газовой фазе, поэтому будет лимитировать газовая диффузия, процесс медленный.

Цитата: ДядяВася от 26.07.2023 14:04:12В случае "железного" аккумулятора непонятно какие электродные реакции, если два электрода железные. Разряжаются они понятно медленно, т.к. окислитель кислород в газовой фазе, поэтому будет лимитировать газовая диффузия, процесс медленный.

Что отыскалось.

ЦитатаНесколько лет назад основатель стартапа Матео Джарамильо, до этого работавший в Tesla, обещал начать выпуск батарей, которые будут «в 50 или 100 раз дешевле литий-ионных». Его словам поверили Билл Гейтс, Джефф Безос и другие инвесторы.
...
Стартап изучил несколько вариантов таких аккумуляторов и остановился на железо-воздушных.
Принцип работы относительно простых железо-воздушных аккумуляторов основан на химии коррозии. При зарядке этих батарей размером со стиральную машину ржавчина — или оксид железа — преобразуется в металлическое железо с выделением кислорода. Если процесс запускается в обратном направлении, выделяется энергия.

Маск он буквально везде каким-то боком, этот шарик какой-то маленький.

ЦитатаОдин большой аккумуляторный блок может содержать от 10 до 20 стопок ячеек. Внутри этих ячеек есть 3 основные части: анод, катод и электролит. Анод состоит из железных таблеток, а катод с доступом атмосфере расположен на другом конце. Обе эти секции погружены в электролит на водной основе, который позволяет поступающему воздуху вступать в реакцию с железом. Эта реакция окисляет железо до гидроксида железа, вывобождая при этом электроны. Затем она дополнительно окисляет железо до ржавчины, вывобождая еще больше электронов.
Все это означает что во время разряда на катоде накапливается ржавчина. Однако во время перезарядки запускается обратный процесс, освобождающий кислород из железа.

Как я понимаю все упирается в количество  циклов. Еще недавно было 20-30 циклов в лабораторных условиях.

Цитата: Прокруст от 26.07.2023 16:39:26Как я понимаю все упирается в количество  циклов. Еще недавно было 20-30 циклов в лабораторных условиях.

По описанному может прокатить составной катод - неизменная инертная проводящая часть, на которую ложится железо.

Цитата: GrinF от 24.07.2023 22:50:47уважаемый... Целлюлоза,отличается от крахмала,и глюкогена лишь номером атомов углеродом по которым идет образование эфирной связи... Да и есть такие существа -грибы ,они то как раз и появились в ответ на появление целлюлозы.

Нет. Там весь прикол в стереоизомерии молекулы глюкозы: у крахмала упаковка молекул глюкозы менее плотная - в форме т.н. "ванны"
\___/,
а у целлюлозы более плотная, в форме т.н. "кресла"
 ___/
/
Плотность упаковки и дает устойчивость к набуханию и гидролизу.

Центр энергетических исследований (EK-CER) в Будапеште, Венгрия, разместил заказ на аккумуляторы NaS у японской компании NGK Insulators.
Аккумулятор NaS представляет собой систему накопления энергии мегаваттного уровня, содержащую элементы с отрицательным электродом на основе натрия и положительным электродом на основе серы. NGK утверждает, что аккумулятор NaS является первым коммерческим аккумулятором большой емкости для хранения энергии с практически неограниченной масштабируемостью. Другими особенностями являются высокая плотность энергии и длительный срок службы. Аккумуляторы NaS поставляются в стандартных 20-дюймовых контейнерах, включая системы преобразования переменного тока в постоянный.
Венгерский проект осуществляется в сотрудничестве с инжиниринговой компанией Duna Center Therm Uzemi Szolgaltato Kft. Аккумуляторы будут использоваться для демонстрационной установки, а технология NaS была выбрана из-за способности накапливать и разряжать большое количество электроэнергии в течение длительного времени.
Венгрия поставила перед собой цель к 2030 году перевести 90% вырабатываемой энергии на низкоуглеродные источники. Инвестиции в энергетический сектор в предстоящий период будут в пять раз больше, чем за предыдущие семь лет. Аккумуляторный блок NaS емкостью 1,45 МВтч состоит из восьми модулей и является первым в своем роде в Венгрии.
NGK сообщает, что аккумуляторы NaS были выбраны для более чем 250 проектов хранения энергии по всему миру, включая Японию, Германию, США, Италию и Бельгию. Общая установленная мощность превышает 700 МВт, что соответствует выходной мощности 4,9 ГВт*ч.
Венгрия, похоже, является одним из европейских лидеров в области технологии и производства аккумуляторов. После недавних новостей об открытии заводов в Дебрецене китайскими производителями аккумуляторных элементов CATL и EVE Energy, следующим шагом является активизация исследований в области хранения энергии.
Источник (англ.)

Цитата: Zkvxz от 31.07.2023 10:22:29Центр энергетических исследований (EK-CER) в Будапеште, Венгрия, разместил заказ на аккумуляторы NaS у японской компании NGK Insulators.
Аккумулятор NaS представляет собой систему накопления энергии мегаваттного уровня, содержащую элементы с отрицательным электродом на основе натрия и положительным электродом на основе серы. NGK утверждает, что аккумулятор NaS является первым коммерческим аккумулятором большой емкости для хранения энергии с практически неограниченной масштабируемостью. Другими особенностями являются высокая плотность энергии и длительный срок службы. Аккумуляторы NaS поставляются в стандартных 20-дюймовых контейнерах, включая системы преобразования переменного тока в постоянный.

Только аккумуляторы эти высокотемпературные. Им нужна жидкая фаза и у серы и у натрия и если мембрана поломается и произойдет неконтролируемое смешивание, то будет пожар.

Цитата: Радонеж от 01.08.2023 11:09:56Только аккумуляторы эти высокотемпературные. Им нужна жидкая фаза и у серы и у натрия и если мембрана поломается и произойдет неконтролируемое смешивание, то будет пожар.

Ну тут мембрана и вся конструкция исходно рассчитана на горячее и возможно пожар будет  менее склонен распространяться по соседним элементам. И основные компоненты не являются редкой гадостью для экологии.

Цитата: Luddit от 01.08.2023 11:26:13Ну тут мембрана и вся конструкция исходно рассчитана на горячее и возможно пожар будет  менее склонен распространяться по соседним элементам. И основные компоненты не являются редкой гадостью для экологии.

Мембрана тонкая и хрупкая. По пожароопасности  эти аккумуляторы будут похлеще любых других: гореть будут и сами по себе и в присутствии кислорода и в присутствии воды. Тушить придется керосином!  Но сами топливные компоненты очень дешевые: серу нефтепереработка выдаст сколько надо, а натрия в морской воде сколько угодно.

Цитата: Радонеж от 01.08.2023 11:09:56Только аккумуляторы эти высокотемпературные. Им нужна жидкая фаза и у серы и у натрия и если мембрана поломается и произойдет неконтролируемое смешивание, то будет пожар.

Судя по рисунку, про высокую температуру здесь не просматривается.


Также не просматривается, как это работает (alumina ceramics - керамика из окиси алюминия) - Ссылка. Сера как в твёрдом, так и в жидком состоянии очень хороший диэлектрик. 
Какие электродные реакции, то же не понятно. В общем из презентации ясно как много элементов упаковывается в суб-ящики, и ящики упаковываются в контейнер. А это главное  . 
При непосредственном соприкосновении натрия с жидкой серой фейерверк будет классный.

Цитата: ДядяВася от 01.08.2023 13:14:14Судя по рисунку, про высокую температуру здесь не просматривается.

Также не просматривается, как это работает (alumina ceramics - керамика из окиси алюминия) - Ссылка. Сера как в твёрдом, так и в жидком состоянии очень хороший диэлектрик. 
Какие электродные реакции, то же не понятно. В общем из презентации ясно как много элементов упаковывается в суб-ящики, и ящики упаковываются в контейнер. А это главное  . 
При непосредственном соприкосновении натрия с жидкой серой фейерверк будет классный.

Я как-то интересовался, там хитрая мембрана из алюмината натрия, по ней идет миграция ионов натрия в серу, масса натрия будет заряжаться отрицательно, в среде серы натрий окислится до некого сульфида и плывет к электроду, где принимает электроны. Сульфиды в сере и обратно растворяются хорошо. Ну примерно так. Чтобы процесс шел нужна высокая температура, градусов 120-150. На средней картинке надпись термоизоляция (thermal enclosure)

Любопытный фильм про рынок лития https://youtu.be/Ey-_ouy4cf0 . Не знал, что его "белой нефтью" окрестили, думал сначала что действительно новое месторождение белой нефти нашли, которая существует. Если не по теме - прошу перенести в более подходящую ветку форума.

Цитата: Luddit от 15.01.2023 15:21:31По наводке с АШ

ЦитатаУченые Института катализа СО РАН разработали нанокомпозитные катализаторы с высокой подвижностью кислорода на основе искусственных минералов. Они предназначены для создания важных приложений водородной энергетики — твердооксидных топливных элементов, протонно-обменных мембран и каталитических реакторов.
...
Традиционно протонпроводящие мембраны представляют собой пленку из палладия. Разработанные нанокомпозиты значительно дешевле палладиевых, но не уступают им в проводимости водорода в единицу времени.

https://catalysis.ru…p?ID=40962

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Пьезоэлектрический генератор:

Цитата: Edvid от 31.08.2023 02:48:51///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Пьезоэлектрический генератор:

Но зачем? Источник напряжения с нужной частотой уже есть. Что при преобразовании будут потери - очевидно.

Цитата: 3-я улица Калинина от 31.08.2023 05:59:37Но зачем? Источник напряжения с нужной частотой уже есть. Что при преобразовании будут потери - очевидно.

Можно где-то халявных вибраций раздобыть. Волнение водной поверхности, например. Для какого-нибудь буя может зайти.
И даже можно где-то в двигатель встроить для питания датчика на чём-то крутящемся - без проводов и батареек.
А вообще давно есть такая штука - ультразвуковая линия задержки. По сути такой же преобразователь.